Aço S136: Propriedades e Principais Aplicações em Moldagem

O aço S136, também conhecido como aço inoxidável para moldes, é um aço ferramenta de alto desempenho usado principalmente na fabricação de moldes e matrizes. Classificado como um aço inoxidável austenítico, o S136 é caracterizado por sua alta resistência à corrosão, excelente polibilidade e boa usinabilidade. Os principais elementos de liga no S136 incluem cromo (Cr), níquel (Ni) e molibdênio (Mo), que contribuem significativamente para suas propriedades.

Visão Geral Abrangente

O aço S136 é projetado para aplicações que exigem alta resistência ao desgaste e proteção contra corrosão. Sua composição inclui tipicamente cerca de 13% de cromo, 0,3% de carbono e 1% de molibdênio, que aumentam sua dureza e tenacidade. O aço é frequentemente usado na produção de moldes para injeção de plástico, onde a capacidade de suportar altas temperaturas e ambientes corrosivos é crítica.

Vantagens:
- Resistência à Corrosão: O S136 exibe excelente resistência à ferrugem e corrosão, tornando-o adequado para uso em ambientes úmidos ou quimicamente agressivos.
- Alta Dureza: O aço pode atingir altos níveis de dureza, o que é benéfico para a resistência ao desgaste em aplicações de moldes.
- Polibilidade: O S136 pode ser polido para um acabamento de alta qualidade, o que é essencial para aplicações estéticas e para reduzir o atrito nas superfícies do molde.

Limitações:
- Custo: O S136 é geralmente mais caro do que outros aços ferramenta devido aos seus elementos de liga e requisitos de processamento.
- Soldabilidade: Embora possa ser soldado, precauções especiais devem ser tomadas para evitar trincas e garantir a integridade adequada da junta.

Historicamente, o S136 ganhou popularidade na indústria de fabricação de moldes devido ao seu desempenho superior em comparação com os aços carbono tradicionais. Suas propriedades únicas o posicionaram como uma escolha preferida para moldes de alta qualidade, particularmente na indústria de plásticos.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Normativa	Designação/Classe	País/Região de Origem	Notas/Observações
UNS	S13600	EUA	Equivalente mais próximo ao AISI 420
AISI/SAE	AISI 420	EUA	Diferenças composicionais menores
ASTM	ASTM A681	EUA	Especificação para aços ferramenta inoxidáveis
EN	EN 1.2083	Europa	Classe equivalente com propriedades semelhantes
JIS	JIS SUS420J2	Japão	Resistência à corrosão semelhante, mas com propriedades mecânicas diferentes

A tabela acima destaca várias normas e equivalentes para o aço S136. Notavelmente, enquanto o AISI 420 é frequentemente considerado um equivalente, pode não fornecer o mesmo nível de resistência à corrosão ou polibilidade, que são críticos em aplicações de moldes.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa Percentual (%)
C (Carbono)	0,30 - 0,40
Cr (Cromo)	12,0 - 14,0
Ni (Níquel)	0,5 - 1,0
Mo (Molibdênio)	0,5 - 1,0
Mn (Manganês)	1,0 máx.
Si (Silício)	1,0 máx.
P (Fósforo)	0,03 máx.
S (Enxofre)	0,03 máx.

Os principais elementos de liga no aço S136 desempenham papéis cruciais:
- Cromo: Aumenta a resistência à corrosão e dureza.
- Níquel: Melhora a tenacidade e ductilidade.
- Molibdênio: Aumenta a dureza e resistência à corrosão por picadas.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Temperatura do Teste	Valor/Tícula Típico (Métrico)	Valor/Tícula Típico (Imperial)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recristalizado	Temperatura Ambiente	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Resistência ao Escoamento (0,2% de deslocamento)	Recristalizado	Temperatura Ambiente	400 - 600 MPa	58 - 87 ksi	ASTM E8
Alongamento	Recristalizado	Temperatura Ambiente	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Dureza (HRC)	Recristalizado	Temperatura Ambiente	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto	Recristalizado	-20°C	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

As propriedades mecânicas do aço S136 o tornam adequado para aplicações envolvendo carregamento mecânico significativo. Sua alta resistência à tração e resistência ao escoamento garantem a integridade estrutural sob tensão, enquanto seu alongamento indica boa ductilidade, permitindo deformação sem fratura.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	Temperatura Ambiente	7,8 g/cm³	0,282 lb/in³
Ponto de Fusão/Faixa	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	25 W/m·K	14,5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Capacidade Térmica Específica	Temperatura Ambiente	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0,72 µΩ·m	0,0000013 Ω·in

Propriedades físicas chave como densidade e ponto de fusão são significativas para processamento e aplicação. O ponto de fusão relativamente alto permite que o S136 mantenha sua integridade em temperaturas elevadas, tornando-o adequado para aplicações de alta temperatura.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Avaliação de Resistência	Notas
Cloretos	3-10	20-60 / 68-140	Boa	Risco de corrosão por picadas
Ácidos	10-20	20-40 / 68-104	Regular	Susceptível a trincas de corrosão sob tensão
Soluções Alcalinas	5-15	20-60 / 68-140	Excelente	Resistente a ambientes alcalinos
Atmosférica	-	-	Excelente	Bom para aplicações ao ar livre

O aço S136 demonstra excelente resistência a vários ambientes corrosivos, particularmente em soluções alcalinas. No entanto, é suscetível à corrosão por picadas em ambientes ricos em cloretos e a trincas de corrosão sob tensão em condições ácidas. Comparado a outras classes como AISI 420 e AISI 440C, o S136 oferece superior resistência à corrosão, particularmente em ambientes úmidos e quimicamente agressivos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temp. Máx. de Serviço Contínuo	300	572	Adequado para exposição prolongada
Temp. Máx. de Serviço Intermitente	400	752	Exposição apenas de curto prazo
Temperatura de Escalonamento	600	1112	Risco de oxidação além desta temperatura
Considerações sobre Resistência ao Fluência	400	752	Começa a se degradar a esta temperatura

O aço S136 mantém suas propriedades mecânicas em temperaturas elevadas, tornando-o adequado para aplicações envolvendo calor. No entanto, deve-se ter cuidado para evitar exposição prolongada a temperaturas acima de 300 °C, pois isso pode levar à oxidação e degradação do material.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Métal de Adição Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
TIG	ER 308L	Argônio	Pré-aquecimento recomendado
MIG	ER 308L	Mistura de Argônio + CO2	Tratamento térmico pós-solda aconselhado

O aço S136 pode ser soldado usando processos padrão como TIG e MIG. No entanto, o pré-aquecimento é recomendado para minimizar o risco de trincas. O tratamento térmico pós-solda pode ajudar a aliviar tensões e melhorar a integridade geral da solda.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	Aço S136	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice de Usinabilidade Relativa	70	100	Usinabilidade moderada
Velocidade de Corte Típica	30 m/min	50 m/min	Ajustar pela usura da ferramenta

O aço S136 possui usinabilidade moderada em comparação com aços de referência como AISI 1212. Velocidades de corte e ferramentas ótimas devem ser empregadas para alcançar os melhores resultados e deve-se ter cuidado para evitar a geração excessiva de calor durante a usinagem.

Formabilidade

O aço S136 exibe boa formabilidade, permitindo tanto processos de conformação a frio quanto a quente. No entanto, devido à sua alta dureza, deve-se ter cuidado para evitar a endurecimento por trabalho durante a conformação a frio. Os raios de dobra recomendados devem ser seguidos para prevenir trincas.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo de Imersão Típico	Método de Resfriamento	Propósito Principal / Resultado Esperado
Recristalização	800 - 850 / 1472 - 1562	1 - 2 horas	Ar	Amolecimento, melhorando a usinabilidade
Dureza	1000 - 1100 / 1832 - 2012	30 minutos	Óleo	Aumento da dureza
Temperagem	200 - 300 / 392 - 572	1 hora	Ar	Redução da fragilidade

Os processos de tratamento térmico afetam significativamente a microestrutura e as propriedades do aço S136. O processo de recristalização amolece o material, aumentando a usinabilidade, enquanto a dureza aumenta a dureza e resistência ao desgaste. A temperagem é crucial para reduzir a fragilidade e melhorar a tenacidade.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção
Automotivo	Moldes de injeção para para-choques	Alta dureza, resistência à corrosão	Durabilidade e longevidade
Bens de Consumo	Moldes para itens domésticos	Excelente polibilidade, resistência ao desgaste	Acabamento estético e desempenho
Dispositivos Médicos	Moldes para instrumentos cirúrgicos	Resistência à corrosão, biocompatibilidade	Segurança e higiene

Outras aplicações incluem:
- Moldes para componentes eletrônicos
- Equipamentos para processamento de alimentos
- Componentes aeroespaciais

O aço S136 é escolhido para essas aplicações devido à sua combinação única de dureza, resistência à corrosão e capacidade de obter um acabamento de alta qualidade, tornando-o ideal para requisitos funcionais e estéticos.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Outros Insights

Recurso/Propriedade	Aço S136	AISI 420	AISI 440C	Nota Breve sobre Prós/Contras ou Troca
Principal Propriedade Mecânica	Alta dureza	Dureza moderada	Alta dureza	O S136 oferece melhor resistência à corrosão do que o AISI 420
Aspecto Chave da Corrosão	Excelente	Bom	Regular	O S136 é superior em ambientes corrosivos
Soldabilidade	Moderada	Boa	Pobre	O S136 requer práticas de soldagem cuidadosas
Usinabilidade	Moderada	Boa	Pobre	AISI 420 é mais fácil de usinar
Formabilidade	Boa	Regular	Pobre	O S136 pode ser formado com cuidado
Custo Aproximado Relativo	Alto	Moderado	Moderado	O S136 é mais caro devido aos elementos de liga
Disponibilidade Típica	Moderada	Alta	Alta	O S136 pode não estar tão disponível quanto o AISI 420

Ao selecionar o aço S136, as considerações incluem relação custo-efetividade, disponibilidade e requisitos específicos da aplicação. Suas propriedades únicas o tornam adequado para aplicações de alto desempenho, mas o custo mais alto e a usinabilidade moderada podem limitar seu uso em alguns cenários. Compreender as trocas entre o S136 e as classes alternativas é crucial para a seleção otimizada de materiais em aplicações de engenharia.